DE1957510A1

DE1957510A1 - Vorrichtung zum UEbertragen einer Drehbewegung auf schlagbohrende Werkzeuge

Info

Publication number: DE1957510A1
Application number: DE19691957510
Authority: DE
Inventors: Manfred Bleicher; Otto Ostertag; Karl Dr-Ing Wanner
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1969-11-15
Filing date: 1969-11-15
Publication date: 1971-05-27
Also published as: GB1326600A; DE1957510C2; FR2066787A5

Description

E. 9643
28.10.1969 Bü/Dg

Anlage zur Patent- » _m -, ,·, "
__ri -*■■■■· _Ί χ. Anmeldung

ROBERT BOSCH GMBH, Stuttgart Vf, Breitscheidstr. 4-

Vorrichtung zum Übertragen einer Drehbewegung auf schlagbohrende Werkzeuge.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Übertragen einer Drehbewegung auf Werkzeuge bei Ilandwerkzeugmaschinen, die mit dem V/erkzeug eine drehende und eine längsgerichtete Bewegung 8U£5fuhren. Bei bekannten Vorrichtungen dieser Art steckt das Werkzeug, z.B. der Bohrer, mit einem Sechskant in einer passenden Ausnehmung einer Werkzeugaufnahme einer Handwerkzeugmaschine, z.B. eines Bohrhammers. Wird die Werkzeugaufnahrae durch den eingebauten Antriebsmotor der Handwerkzeugmaschine unmittelbar oder durch die Schläge des Hämmerbaren in Umdrehung vorsetzt, so nimmt der Irin cm ßechskant der Werkzeugaiifnahme das darin steckende Werkzeug mit. Bei anderen bekannten Vorrichtungen ist die Werkzeugaufnahme statt

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BAD ORO!HAL

Robert Bosch GmbH . R. 9643 Bü/Dg

Stuttgart

mit einem Sechskant mit einem Innenvierkant versehen, der das mit einem Vierkant versehene Werkzeug mitnimmt.

Diese bekannten Ausführungen haben den Nachteil, daß die Sechskente bzw. Vierkante der Werkzeuge ebenso wie die Innenflächen der Werkzeugauf η ahmen der Handwerkzeugmaschinen sehr schnell verschleißen. Das kommt daher, daß die das Drehmoment auf das Werkzeug übertragenden Flächen spitzwinklig zu der zu übertragenden Umfangskraft stehen, wodurch die Umfangskraft, die nur senkrecht zu der übertragenden Fläche der Werkzeugaufnahme-wirksam werden Jk kann, z.B. bei Sechskanten Werte annimmt, die das Doppelte der sich aus dem zu übertragenden Moment ergebenden Umfangskraft betragen. Hinzu kommt, daß die Umfangskraft nur in der unmittelbaren Iahe der Kante des Werkzeugsechskants (oder Vierkants) übertragen wird. Die Flächenpressung und demzufolge der Verschleiß der ineinandersteckenden Teile, von denen das Werkzeug durch den Hämmerbaren zusätzlich zu der Drehung fortwährend durch längsgeriehtete Schläge bewegt wird, sind daher sehr groß. Außerdem werden, die hämmernden Längsbewegungen des Werkzeugs in seiner Führung durch die starke Reibung behindert, wodurch die Bohrleistung beeinträchtigt wird.

. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung " zum Übertragen einer Drehbewegung auf Werkzeuge bei Handwerkzeugmaschinen zu schaffen, die mit dem Werkzeug eine drehende und eine längsgeriehtete Bewegung ausführen, wobei die zwischen der Werkzeugaufnahme und den Werkzeugen wirkenden Kräfte so gering wie möglich sind.

Das wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß die an dem Einsteckende der Werkzeuge und die in dem das Werkzeug in Drehung versetzenden Bauteil der Handwerkzeugmaschine angeordneten Mitnehmerflächen annähernd radial zu der Werkzeugachse stehen. Besonders vorteilhaft und zugleich einfach herstellbar wird die Vorrichtung, wenn das Einsteckende der Werkzeuge und das das Werkzeug in Drehung versetzende Bauteil der Ilandwerkzeugmaschine mit einem

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Robert Bosch GmbH . R. 9645 Bü/Dg

Stuttgart

sogenannten Keilwelleiiprofil versehen .sind, das aus Kreisbögen um die Drehachse des Werkzeugs und aus annähernd radialen Flanken zusammengesetzt ist.

In der Zeichnung sind die Kräfteverhältnisse bei verschiedenen Ausführungsformen der Verbindung zwischen Handwerkzeugmaschine und Werkzeug dargestellt. Es zeigen:

Fig. Λ einen Sechskaj.it zur Übertragung einer Drehbewegung, Fig. 2 einen Vierkant zur Übertragung einer Drehbewegung, Fig. 3 eine Keilwellenform zur Übertragung einer Drehbewegung, Fig. 4 einen Sechskant mit übergroßem Spiel, Fig. 5 einen Vierkant mit übergroßem Spiel, Fig. 6 eine Keilwellenform mit übergroßem Spiel,.

Das in .den Fig. 4, 5> und 6 dargestellte übergroße Spiel kann seine Ursache in der Verv/endung nichtpassender Werkzeuge haben, es kann aber auch z.B. durch starken Verschleiß entstanden sein.

In der Zeichnung bedeutet P^ die Umfangskraft, angreifend an der Stelle des größten Radius des Werkzeugs; r den Radius, an dem die Umf angskraf t P^j angreift; P^, die Kraft senkrecht zu der Fläche des-Innenprofils der V/erkzeugaufnähme; r' den Radius, an dem die senkrecht zu der Übertragungsfläche des Innenprofils stehende Kraft Pp angreift; der/Pfeil die Richtung, in der die V/erkzeugauf nähme das Werkzeug zu drehen sucht.

Das zu übertragende Drehmoment ist Prj · r. Um das Werkzeug in Richtung deB/PiBiTs zu drehen, ist in den Figuren 1, 2 und 3 die Werkzeugaufnahme nach links gedreht dargestellt, so daß die Kanten des Werkzeugschafts an den Innenflächen der Werkzeugaufnahme anliegen. Auf den V/erk zeug schaft kann nur eine Kraft übertragen werden, lie senkrecht zu der Innenfläche der Werkzeugaufnahme steht, also Pp. Diese Kraft aber greift an einem kleineren Hebelarm r¹ an, für den in Fig. 1 für das Beispiel des Sechskants gilt:

- 4 10 9 8 2 2/0765 bad

Robert Bosell GmbH	r¹	= cor.
Stuttgart	T	= 2 r¹
	r

Tl. 964 3 Bu/Dg

Das Moment P™ * r¹ muß aber gleich dem zu übertragenden Moment sein, also

P_F - r- = P₁₁ · r

- ^{2 P}U

In Fig. 2 gilt für den Vierkant:

~- = cos 45° - ~ ./i¹ = 0,707

r¹ = 0,707 r

Die Gleichung der Momente lautet:

P τ>' - P . τ·

P_F * 0,707= Py

P₁, = 1,41 P_n.

In Fig. 3 ist eine Keilwellenübertragung dargestellt, bei der, da die die Umfangskraft übertragenden Flächen fast radial sind,

^PF^^PU ^ist*

In Fig. 4 ist eine Sechskantübertragung mit erheblichem Spiel dargestellt. Infolge der Verschieb\mg des Angriffspunktes für P von der Kante der Innenfläche zur Mitte hin ergibt sich

2 ,

und wegen der Gleichung der Momente

BAD ORIGINAL

P₁, - r' « Py.ρ

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^F > ^{? 1}U -

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Bobert Bosch GmbH R. 9643 Bü/Dg

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Die in Fig. 5 dargestellte Vierkantverbindung mit erheblichem Spiel zeigt, wie infolge der Verschiebung des Angriffspunktes für Ρ·™ von der Kante der Innenfläche zur Mitte hin sich ein r¹ ergibt, das offensichtlich viel kleiner ist als 0,707 r. Wegen der Gleichheit der Momente

¹F * r' = P_n . _r ist daher P-p > 1,4-1 Py

kin durch Verschleiß oder aus anderen Gründen vornandenes übergroßes i Spiel ändert dagegen bei einem Keilwellenprofil nach Fig. 3 nichts an der Tatsache, daß die auf der übertragenden Fläche wirkende Kraft P-r, etwa gleich der Umfangskraft Py ist, wie Fig. 6 zeigt.

Zu dem Umstand, daß die von der Fläche der Werkzeugaufnahme zu übertragenden Kräfte bei einer Form der übertragenden Teile ähnlich der gezeigten Keilwellenform nur halb so groß sind, wie bei Werkzeugschäften der gängigen Sechskantform, wenn diese gut in ihre Führung passen, und zu der Tatsache, daß sich beim Verschleiß der Teile dieses günstige Verhältnis noch zugunsten der Keiüwellenform verschiebt, kommen noch folgende Vorteile der Keilwell enform:

Die Keilwellenform gestattet, eine Vielzahl von Übertragungsflächen anzuordnen, ß_O daß die an sich schon kleineren tlbertragungskräfte auf eine fast beliebig große Fläche verteilt werden können. Im Gegensatz zu den bekannten Vierkant- und Sechskant-Formen, die selbst im neuen Zustand nur auf den Kanten der Werkzeugschäfte Kräfte übertragen, überträgt die Keilwelle im neuen Zustand und im Zustand fortgeschrittenen Verschleißes immer an Flächen. Infolge der v/o sent lieh geringeren auf die übertragenden Flächen v/irkenden Kräfte wird auch die Längsbewegung der Werkzeuge lange nicht in dem ΓΙηΓ,.ο gebremst wie bei den Werkzeugen bekannter Form, r.o daß insbesondere bei großen Bohrern außer einer wesentlichen Verringerung der, Verschleißes eine beachtliche Erhöhung der BohrleisUujg zu erwarten ist.
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BAD ORiGINAL

Claims

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Ansprüche

M ./Vorrichtung zum Übertragen einer Drehbewegung auf Werkzeuge bei Handwerkzeugmaschinen, die mit dem Werkzeug eine drehende und eine längsgerichtete Bewegung ausführen, dadurch gekennzeichnet, daß die an dem Einsteckende der Werkzeuge und die in dem das Werkzeug in Drehung versetzenden Bauteil der Handwerkzeugmaschine vorgesehenen Ilitnehmerflächen annähernd radial zu der Werkzeugachse angeordnet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Einsteckende der Werkzeuge und das dac Werkzeug in Drehung versetzende Bauteil der Handwerkzeugmaschine mit einem sogenannten Keilwellenprofil versehen sind, das aus Kreisbögen um die Drehachse des Werkzeugs und aus annähernd radialen Flanken zusammengesetzt ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Einsteckende der Werkzeuge und das das Werkzeug in Drehung versetzende Bauteil der Handwerkzeugmaschine mit einem keilwellenähnlichen Profil versehen sind, das aus etwa in Umfangsrichtung verlaufenden Flächen beliebiger Form und aus annähernd radialen Flanken zusammengesetzt ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch'gekennzeichnet, daß das Profil als ßteilgewinde aur.gcbi3det ist.

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